Mengapa memori flash memiliki umur?

25

Saya pernah membaca bahwa memori flash dapat "hanya" diprogram ulang 100000 hingga 10.00000 kali, hingga penyimpanan memori "memburuk"

Mengapa persisnya ini terjadi dengan flash dan bukan tipe memori lain, dan apa yang dimaksud "memburuk" secara internal?

EDIT: Karena ini bukan hanya flash yang terjadi, saya ingin menggeneralisasi sedikit dan menanyakan tentang ingatan yang memiliki masalah ini. Juga, apakah keausan di antara jenis memori ini terjadi karena fenomena yang sama?

memory flash triplebig
sumber
Premisnya salah. Memori non-volatile EEPROM dan FRAM (ferroelectric) juga memiliki mekanisme aus.
Spehro Pefhany
Lihat juga catb.org/~esr/jargon/html/B/bit-rot.html
John U
@SpehroPefhany Flash dan EEPROM pada dasarnya identik saat ini, satu-satunya perbedaan adalah Flash ditransfer dalam blok daripada byte.
Nick T
1
Seperti yang saya pahami, NOR flash tidak diprogram dengan tunneling Fowler-Nordheim (seperti halnya EEPROMs), melainkan dengan injeksi hot carrier seperti UV-EPROM. Penggunaan HCI relevan dengan pertanyaan ini karena menyebabkan kerusakan sel yang lebih cepat. NAND flash lebih mirip EEPROM, karena tunneling Fowler-Nordheim digunakan untuk pemrograman. Tidak yakin apa pangsa pasar saat ini dari setiap teknologi, tapi saya pikir NAND berada di lintasan ke atas yang cukup cepat.
Spehro Pefhany

Jawaban:

21

Saya tidak dapat berbicara tentang FRAM (memori feroelektrik), tetapi teknologi apa pun yang menggunakan gerbang mengambang untuk menyimpan muatan - segala bentuk EPROM, termasuk EEPROM dan Flash - mengandalkan elektron "tunneling" melalui penghalang silikon oksida isolasi yang sangat tipis untuk mengubah jumlah muatan di gerbang.

Masalahnya adalah bahwa penghalang oksida tidak sempurna - karena "tumbuh" di atas silikon mati, mengandung sejumlah cacat dalam bentuk batas butir kristal. Batas-batas ini cenderung "menjebak" elektron tunneling kurang lebih secara permanen, dan medan dari elektron yang terperangkap ini mengganggu arus tunneling. Akhirnya, muatan yang cukup terperangkap untuk membuat sel tidak bisa ditulis.

Mekanisme trapping sangat lambat, tetapi cukup untuk memberi perangkat sejumlah siklus tulis. Jelas, angka yang dikutip oleh pabrikan adalah rata-rata statistik (diisi dengan margin keselamatan) yang diukur pada banyak perangkat.

Dave Tweed
sumber
Saya telah melihat angka ketahanan kilat serendah 100 siklus penghapusan-tulis (minimal 100, biasanya hanya 1000).
Spehro Pefhany
@SpehroPefhany: Itu tipikal untuk TLC 20 nm (8 level / sel, 3 bit). Pada skala itu, bahkan beberapa elektron dapat menyebabkan pergeseran satu level. MLC (2 bit, 4 level) memiliki double level spacing, tetapi efeknya tidak linier dan MLC memiliki jauh lebih dari dua kali lipat daya tahan tulis.
MSalters
Cara yang menarik (meskipun mungkin tidak layak) untuk mengatasi ini disajikan dalam artikel ini arstechnica.com/science/2012/11/… lebih dari setahun yang lalu. Juga, berisi diagram tentang apa yang terjadi pada memori flash dari waktu ke waktu.
qw3n
@ MSalters Ini Microchip .. Saya pikir dari Gresham ATAU hebat mereka. PIC18F97J60. Saya tidak tahu level atau nm (mereka sepertinya tidak membahas detail seperti itu), tapi saya ragu itu mendekati apa yang dicapai ingatan para pria.
Spehro Pefhany